У яких межах змінюється кутова відстань місяця. Вимірюємо небесні кути без інструментів

Муніципальний загальноосвітній заклад

"Середня загальноосвітня школа № 9".

Методична розробка

з астрономії

«Очевидний рух

Сонця та Місяця»

Міас – 2008

Вступ

Запропонована методична розробка «Очевидний рух Сонця та Місяця» призначена для вчителів фізики та астрономії, які працюють за наступними програмами та підручниками:

Програма загальноосвітніх установ: Фізика. Астрономія. 7 - 11 кл. / Упоряд. Ю.І. Дік, В.А. Коровін - М.: Дрофа, 2006.

Підручник: Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономія. 11 кл.: Навч. для загальноосвіт. установ/Б.А. Воронцов-Вельяминов, Є.К. Страут, - М: Дрофа, 2005.

Тема «Очевидний рух Сонця і Місяця» обрано тому, що вона актуальна для виховання світоглядних понять: причинно-наслідкові зв'язки в природі, у розумінні будови та руху тіл Сонячної системи, пізнаваності навколишнього світу, формуванні наукових поглядів учнів.

Новизна ідей полягає у можливості використання інформаційно-комунікативних технологій на уроках астрономії, що дозволяє видовищно представити деякі теми, що вивчаються, дає можливість використовувати багато ілюстрацій, фотографій та схем при проведенні уроку. Застосування нових комп'ютерних технологій дозволяє урізноманітнити методи та прийоми, які використовується вчителем на уроці: пояснення нового матеріалу, підготовка учнями повідомлень та доповідей за допомогою презентації, виконаної за програмою Microsoft PowerPoint. Тестові завдання під час вивчення та закріплення нового матеріалу можна виконувати за допомогою комп'ютера або роздрукувати на окремих аркушах. Така форма роботи як підвищує інтерес учнів до предмета, а й призводить до зростання якості знань.

Національний регіональний компонент представлений у вигляді розрахунків висоти Сонця над обрієм, визначення кліматичних умов, тривалості дня та ночі для міста Міасса.

Мета моєї роботи- створення мультимедійного супроводу до уроків на тему «Очевидний рух Сонця та Місяця». Для кожного уроку визначено мету, обладнання, ключові слова, план викладу нового матеріалу, конспект уроку, домашнє завдання, спосіб контролю знань учнів.

Завдання:

Розвиток інтересу учнів до вивчення предмета через використання дистанційних технологій у процесі.

Створення презентації до уроків як наочних посібників нового покоління.

Розробка тестових завдань та лабораторних робіт з теми, що вивчається.

Конспекти уроків та презентації до них складені відповідно до концепції особистісного – орієнтованого навчання:

Мотиваційний етап

Визначення чи забезпечення мотиваційної готовності учнів до уроку (налаштування учнів активну роботу).

Актуалізація суб'єктного досвіду (визначення ставлення до того, з чим учні прийшли на урок)

Актуалізація опорних знань.

Цілепокладання та планування.

Вивчення нового матеріалу.

Рефлексія.

Методична розробка включає:

Поурочне планування.

Web-сайт «Очевидний рух Сонця та Місяця».

Конспекти уроків.

Web-сайт та конспекти уроків складені з урахуванням вікових психолого-педагогічних особливостей учнів.

Web-сайт «Очевидний рух Сонця, Місяця та планет» пройшов експертизу в рамках акції «Експертиза цифрових освітніх ресурсів» та визнаний цифровим освітнім ресурсом, готовим до тиражування та широкого використання. Організатори акції – альманах «Питання інформатизації освіти» та журнал «Директор школи». Посібник доопрацьований з урахуванням рекомендацій експертної ради.

Сертифікат про проходження експертизи міститься у Додатку.

Поурочне планування

Видимий рух Сонця та Місяця – 3 години
	Тема урока		Устаткування	Контроль	Домашнє завдання
	Річний шлях Сонця з екліптики		Комп'ютер Проектор Рухлива карта зоряного неба Модель небесної сфери Модель Сонячної системи Глобус Землі Глобус Місяця	Фронтальне опитування	§ 6, завдання 9 Презентації "Рефракція сонячних променів в атмосфері" "Білі ночі"
	Добовий шлях Сонця			Оцінка презентацій
	Рух та фази Місяця			Фронтальне опитування

Конспекти уроків

Урок №1.Річний шлях Сонця з екліптики

Хід уроку
	2. Вивчення нового матеріалу з елементами повторення пройденого.
	3. Робота з рухомою картою зоряного неба (ПКЗН) та небесною сферою (НС).
	4. Показ презентації «Міфи та легенди про зодіакальні сузір'я»
	5. Закріплення вивченого матеріалу. Фронтальне опитування.
	6. Домашнє завдання.
	7. Виставлення оцінок за роботу на уроці
Сталися разом два Астрономи у бенкеті І сперечалися дуже між собою у спеку. Один твердив: Земля, крутячись, навколо Сонця ходить; Інший, що Сонце все із собою планети водить; Один Коперник був, інший мав славу Птолемей. Тут кухар суперечка вирішив усмішкою своєю. Господар питав: "Ти зірок течію знаєш?" Скажи, як ти про цей сумнів міркуєш? Він дав таку відповідь: "Що в тому Коперник правий, Я правду доведу, на Сонці, не бував. Хто бачив простака з кухарів така, Який би крутив вогнище навколо жаркова?" М. Ломоносов Ще в давнину, спостерігаючи за Сонцем, люди виявили, що його південна висота протягом року змінюється, як змінюється і вигляд зоряного неба. Переміщення Сонця серед зірок - явище, що здається. Вираз «шлях Сонця серед зірок» комусь видасться дивним. Адже вдень зірок не видно. Важко помітити рух Сонця серед зірок – адже воно світить вдень, «коли й так світло», як казав незабутній Козьма Прутков. Тому нелегко помітити, що Сонце серед зірок повільно рухається. Відбувається це внаслідок річного звернення Землі навколо Сонця. На основі спостережень сезонної зміни зоряного неба було зроблено висновок про те, що Сонце переміщається небом, переходячи з одного сузір'я до іншого, і завершує повний оборот протягом року. Коло небесної сфери, яким відбувається видимий річний рух Сонця, назвалиекліптикою . Зірковий рік - Це період обороту Сонця з екліптики.
Поспостерігати за ПКЗН, як Сонце переміщається зодіакальними сузір'ями протягом року. І тому провести лінію «Земля – Сонце – сузір'я». Так як точка весняного рівнодення повільно переміщається серед зірок внаслідок прецесії земної осі, Сонце проходить свій річний шлях не через 12, а через 13 сузір'їв. Звернути увагу, коли Сонце знаходиться в якомусь сузір'ї, це сузір'я цього місяця не видно. Воно знаходиться над нами вдень. По ПКЗН визначте,в якому сузір'ї знаходиться Сонце Сьогодні У день народження.
Робота з моделлю небесної сфери (НС) та з рухомою картою зоряного неба (ПКЗН). Повторення:Розглянути основні точки і лінії СР: зеніт, надір, прямовисна лінія, полюс світу, вісь світу, небесний меридіан, небесний екватор, південна лінія, математичний горизонт, точки: захід, схід, північ, південь, точки весняного та осіннього рівнодення, літнього та зимового сонцестояння. Показати ці точки та лінії на небесній сфері та рухомої карти зоряного неба.
Тропічний рік- Проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через точку весняного рівнодення. Через прецесію земної осі тривалість тропічного року менша, ніж тривалість зоряного року. За роботу з небесною сферою та ПКЗН поставити оцінки учням. На СР показати: Нахил площини екліптики та площини небесного екватора, Нахил земної осі до площини екліптики. На ПКЗН знайти точки весняного та осіннього рівнодення, в яких перетинаються площини екліптики та небесного екватора. Екліптика на ПКЗН.
По ПКЗН визначити, як змінюються екваторіальні координати Сонця протягом року. По ПКЗН визначити екваторіальні координати Сонця та заповнити таблицю: Сузір'я Близнюки При поясненні користуватися схемою «Зміна пір року» та глобусом Землі
Клімат визначається нахилом земної осі до площини екліптики. Показати основні точки та лінії земної орбіти. Запитання: У якій точці швидкість руху Землі навколо Сонця більша, а в якій менша? Коли Земля отримує від Сонця більше енергії?
Запитання:Що довше: літо чи зима. Розглянути для мешканців Північної півкулі Землі. Розглянути для мешканців Південної півкулі Землі. Висновок: Весна і літо у північній півкулі Землі на 6 діб триваліше, ніж осінь та зима. Влітку ми живемо довше. Сформулювати висновок для південної півкулі Землі: 1. Зима та осінь у Південній півкулі триваліше на 6 діб, ніж весна та літо
Для Північної півкулі Землі: Коли в Північній півкулі Землі зима, Земля до Сонця ближча – тому енергії Земля отримує від Сонця більше. Отже, зима буде менш суворою. Коли в Північній півкулі Землі літо, Земля від Сонця далі – тому енергії Земля отримує від Сонця менше. Значить у Північній півкулі літо прохолодніше, а зима тепліша, ніж у Південній. Сформулювати самостійно висновок для південної півкулі Землі. Коли в Північній півкулі зима, в Південній - літо, Земля в цей час до Сонця ближче, енергії від Сонця більше. Літо у Південній півкулі тепліше, а зима холодніша. Найнижча температура в Антарктиді. Але зима в Південній півкулі триваліша, ніж літо на 6 діб. Через нахил земної осі до площини екліптики Південна півкуля отримує сонячної енергії менше, ніж Північна. Полярна шапка Південної півкулі більша, ніж Північної. Загальний висновок:у Північній півкулі Землі тепліше, ніж у Південній.
Фронтальне опитування з уроку: Чому зараз зодіакальних сузір'їв стало 13? Які це сузір'я?
Протягом року Сонце проходить через зодіакальні сузір'я. Показати презентацію «Міфи та легенди про зодіакальні сузір'ї».
Домашнє завдання:§ 6, завдання 9. Творче завдання:підготувати повідомлення-презентації "Рефракція сонячних променів в атмосфері Землі", "Білі ночі".

Урок №2.Добовий шлях Сонця.

Хід уроку	1. Постановка цілей та завдань уроку
	2. Перевірка домашнього завдання Фронтальне опитування.
	3. Вивчення нового матеріалу з елементами повторення пройденого.
	4. Повідомлення – презентації учнів «Що таке рефракція сонячних променів», «Білі ночі»
	5. Закріплення вивченого матеріалу. Висновки з уроку.
	6. Тест «Рух Сонця»
	7. Домашнє завдання.
	8. Виставлення оцінок за роботу на уроці

Фронтальне опитування: Чому південна висота Сонця протягом року змінюється? У якому напрямі відбувається видимий річний рух Сонця щодо зірок? Що таке тропічний рік? У чому відмінність зодіакальних сузір'їв та знаків зодіаку? Чим визначається клімат Землі? У якій півкулі землі тепліше: Північній чи Південній? Повторити основні елементи СР: екліптика, точки весняного та осіннього рівнодення,екліптика, небесний екватор, небесний меридіан, південна лінія. При своєму добовому русі Сонце, як і всі світила, двічі перетинає небесний меридіан над точками півдня і півночі. Момент перетину небесного меридіана називаєтьсякульмінацією світила. В моментверхньої кульмінації над точкою півдня Сонце досягає найбільшої висоти над горизонтом, трапляється опівдні за місцевим часом. Нижня кульмінація відбувається над точкою півночі опівночі. Висота Сонця над горизонтом змінюється із-за нахилу земної осі до площини орбіти. Висота Сонця над горизонтом пов'язана зі відмінюванням Сонця в даний момент часу та географічною широтою місця спостереження. Для спостерігача, що у північній півкулі Землі максимальна висота Сонця над горизонтом 22 червня, мінімальна - 22 грудня. 21 березня та 23 вересня Сонце знаходиться на небесному екваторі і має відмінність 0º. Обидві півкулі Землі висвітлюються Сонцем однаково: межа дня і ночі проходить точно через полюси, і день дорівнює ночі у всіх пунктах Землі. Розглянемо добові шляхи Сонця на різних широтах протягом року за допомогою моделі небесної сфери та глобусу Землі. Самостійно визначити, як відбувається добовий рух Сонця різних широтах південної півкулі Землі. Повідомлення - презентації учнів: Що таке рефракція сонячних променів? Білі ночі.

Запитання:Які явища пов'язані із рефракцією сонячних променів в атмосфері? Видима висота Сонця завжди більша за дійсну. На заході Сонце сплюснуто. Висновкипро добовий рух Сонця Регіональний компонент: Пояснити тривалість дня і ночі в різні пори року для нашої місцевості. Чому в місті Міас ми не спостерігаємо білі ночі? Домашнє завдання: § 6, вправа 5. Тест «Рух Сонця» Поставити учням оцінки роботи на уроці.

Урок № 3. Рух та фази Місяця

Хід уроку	1. Постановка цілей та завдань уроку
	2. Перевірка домашнього завдання
	3. Вивчення нового матеріалу
	4. Закріплення вивченого матеріалу
	5. Тест «Рух та фази Місяця»
	6. Поставити оцінки учням за роботу на уроці
	7. Домашнє завдання

Відомо, що Місяць змінює свій вигляд. Сама вона не випромінює світла, тому на небі видно лише освітлену Сонцем поверхню – денний бік.

Місяць – найближче до Землі небесне тіло, його єдиний супутник.

Місяць обертається навколо Землі у тому напрямі, у якому Земля обертається навколо своєї осі.

Переміщаючись небом із заходу Схід, Місяць наздоганяє і переганяє Сонце.

У міру руху Місяця навколо Землі її зовнішній вигляд змінюється – відбувається зміна місячних фаз.

Лімб – видимий край диска Місяця.

Термінатор – лінія, що розділяє освітлену та неосвітлену поверхні Місяця.

Фазовий куткут між напрямками від Сонця до Місяця та від Місяця до Землі називається.

Фаза місяця - Це відношення площі освітленої частини видимого диска Місяця до всієї його площі.

Розрізняють чотири основні фази Місяця: молодик, перша чверть, повний місяць, остання чверть.

Накреслити у зошиті схему зміни місячних фаз та таблицю «Фази Місяця»

В який час доби Місяць буває над горизонтом, яким ми бачимо звернене до Землі півкуля Місяця – повністю освітленим або частково освітленим – все це залежить від положення Місяця на орбіті.

Молодий місяць- Початок місячного місяця.

Місяць знаходиться в тому ж напрямку, що і Сонце, тільки вище або нижче за нього, і повернуто до Землі неосвітленим півкулею. Місяць не видно.

Через два-три дні Місяць з'являється на заході на тлі вечірньої зорі у вигляді вузького серпика, зверненого опуклістю вправо - місяць, що росте.

Іноді можна спостерігати попелясте світло Місяця.

Перша чверть- сонячні промені висвітлюють лише праву половину місячного диска. Після заходу Сонця Місяць знаходиться у південній стороні неба і заходить близько опівночі.

Вражаюча краса Місяця в повний місяць,коли її поверхня максимально відбиває сонячне проміння на нічну Землю. Не дивно, що у народних казках і переказах впливу Місяця все земне у період приписували магічні властивості.

Через тиждень знову стає видимою лише половина місячного диска, але це вже його ліва частина. Настає остання чверть.Місяць сходить близько півночі і світить до ранку. На схід Сонця Місяць знаходиться у південній стороні неба. У такому вигляді ми можемо спостерігати Місяць навіть удень у південно-західній частині неба.

Ширина місячного серпа продовжує зменшуватися, а сам Місяць поступово наближається до Сонця з правого боку. Через деякий час вона знову невидима.

Фази молодого місяця і повного місяця називають сигігіямивід грецького слова «сизігія» – поєднання.

Від молодика до повного місяця Місяць називають молодим, тому що він як би «зростає» з кожним днем, а від повного місяця до молодика – старого, тому що він «зменшується».

Як відрізнити спадаючий Місяць від зростаючого?

Правило для північної півкулі: якщо вид місячного серпа є буквою З, то Місяць стара, а якщо, прималювавши паличку зліва від диска, побачите букву Р, то це Місяць зростаюча.

Сидеричний (зоряний) місяць- Один повний оборот Місяця навколо Землі.

Синодійний місяць- Проміжок часу між послідовними однойменними фазами Місяця.

Синодичний місяць більше сидеричного, оскільки Земля разом із Місяцем звертається навколо Сонця. Здійснивши один оберт навколо Землі за 27,3 діб, Місяць повертається на своє місце серед зірок. Але Сонце вже перемістилося за цей час екліптикою на схід. Щоб Місяць наздогнав Сонце, потрібно ще 2,2 доби.

Розглянути умови видимості Місяця у різні фази.

Шлях Місяця небом проходить недалеко від екліптики, тому повний Місяць піднімається через обрій при заході Сонця і приблизно повторює шлях, пройдений ним за півроку до цього.

Влітку Сонце піднімається на небі високо, повний Місяць не віддаляється далеко від горизонту.

Взимку Сонце стоїть низько, а Місяць, навпаки, піднімається високо і довго освітлює зимові пейзажі, надаючи снігу синій відтінок.

З Землі видно лише один бік Місяця, але це не означає, що він не обертається навколо своєї осі.

Провести досвідз глобусом Місяця, переміщуючи його навколо глобуса Землі так, щоб до нього завжди була звернена одна сторона місячного глобуса. Період обігу Місяця навколо осі дорівнює періоду обігу Місяця навколо Землі.

Запитання:Чи відбувається на Місяці зміна дня та ночі?

Два тижні - день і два тижні - ніч

З Землі спостерігається лише видима частина Місяця. Але це не 50% поверхні, а дещо більше.

Місяць обертається навколо Землі еліпсом, біля перигею Місяць рухається швидше, а біля апогею – повільніше. Але навколо осі Місяць обертається поступово. Внаслідок цього виникає лібраціяза довготою.Можлива максимальна величина її становить 7 ° 54 '.

Лібрація з широтивиникає від нахилу осі обертання Місяця до площини її орбіти та збереження напрямку осі у просторі під час руху Місяця. Величина лібрації складає 6 ° 50 '.

Завдяки лібрації ми маємо можливість спостерігати з Землі крім видимого боку Місяця ще й вузькі смужки території, що примикають до неї, зворотного її боку. Загалом із Землі можна побачити 59 % місячної поверхні.

У своєму русі навколо Землі Місяць періодично заступає своїм диском різні далекі світила. Це явище називається покриттям світил Місяцем.

Такі моменти розраховуються та використовуються для уточнення параметрів орбіти Місяця.

Найчастіше відбуваються покриття зірок, рідше трапляються покриття планет.

За фотографіями визначте, у якій фазі знаходиться Місяць і поясніть умови його видимості

Закріплення вивченого матеріалу:

У яких межах змінюється кутова відстань Місяця від Сонця?

Як по фазі Місяця визначити її приблизну кутову відстань від Сонця?

На яку приблизно величину змінюється пряме сходження Місяця протягом тижня?

Які спостереження потрібно провести, щоб помітити рух Місяця навколо Землі?

Які спостереження показують, що на Місяці відбувається зміна дня та ночі?

Чому попелясте світло Місяця слабше, ніж світіння решти Місяця, видимого незабаром після молодика?

Домашнє завдання:§ 7, вправа 6.

Web-сайт «Очевидний рух Сонця та Місяця»

Структураweb-сайту:

Пояснювальна записка

Стрічка історії

На цій web-сторінці представлені в хронологічному порядку історичні відомості щодо вивчення питання видимого руху Сонця, Місяця та планет. До цієї сторінки можна звертатись як до довідкового матеріалу.

Видимий рух Сонця

1. Презентація «Добовий шлях Сонця»

   Презентація «Річний шлях Сонця з екліптики»

   Презентація «Міфи та легенди про зодіакальні сузір'я»

   Тест «Рух Сонця»

Рух та фази Місяця

1. Презентація «Рух та фази Місяця»

   Тест «Рух та фази Місяця»

На цій web-сторінці розміщені всі тестові завдання, які використовуються в даній методичній розробці для контролю знань учнів.

7.1. Тест «Рух Сонця»

7.2. Тест «Рух та фази Місяця»

8. Джерела

Тут представлені всі електронні ресурси та друковані видання, які були використані під час складання методичної розробки.

Навігація по сайту дуже зручна та зрозуміла.

Висновок

Я вважаю, що методична розробка з астрономії «Мабуть рух Сонця, Місяця та планет» актуальна, ефективна, зручна і досить цікава і для вчителів, і для учнів.

Очікуваний результат:

Підвищення якості викладання вчителя через використання наочних посібників нового покоління, формування нових засобів організації навчального процесу.

Зростання якості знань учнів, включення в навчальну діяльність творчого характеру, розвиток творчого, теоретичного мислення в учнів, і навіть формування, так званого, операційного мислення, спрямованого вибір оптимальних рішень.

Підвищення мотивації до вчення, інтересу до предмета, що вивчається.

Використання нових технологій дозволяє:

організувати різноманітні форми діяльності учнів з самостійного вилучення та подання знань;

застосовувати весь спектр можливостей сучасних інформаційних та телекомунікаційних технологій у процесі виконання різноманітних видів навчальної діяльності, у тому числі, таких як реєстрація, збирання, зберігання, обробка інформації, інтерактивний діалог, моделювання об'єктів, явищ, процесів.

керувати навчальною діяльністю учнів адекватно інтелектуальному рівню конкретного учня, рівнем його знань, умінь, навичок, особливостям його мотивації з урахуванням реалізованих методів і засобів навчання.

Дана методична розробка може бути використана:

вчителями при поясненні нового матеріалу, перевірці та закріпленні знань,

при дистанційному методі навчання,

учнями під час самостійного вивчення теми.

Література та електронні посібники

Воронцов - Вельямінов Б.А. Астрономія, 11 кл.: Навчання для загальноосвіт. установ / Б. А. Воронцов - Вельямінов, Є.К. Страут, - М: Дрофа, 2005.

місячні ...

• " астрономія як наука"

  Дослідження

  ... рухуСонцяі Місяцята на її основі – методи передвирахування затемнень. Гіппарх виявив, що видимерухСонцяі Місяця... нас трактатів поастрономії. Розробкунового календаря... як мікроорганізми. У методичномущодо екзобіологія знаходиться...

• Методичні рекомендації

  ПЗАСТРОНОМІЇО.С. Кутників МЕТОДИЧНІРЕКОМЕНДАЦІЇ порозробцізавдань для шкільного та... Видиміруху подиску Сонця ...

• Всеросійська олімпіада школярів з астрономії методичні рекомендації з розробки завдань для шкільного та муніципального етапів всеросійської олімпіади школярів у 2011/2012 навчальному році

  Методичні рекомендації

  ... Видимірухута конфігурації планет. Нахилення орбіти, лінія вузлів. Проходження планет подиску Сонця... та дифракції. ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ ПЗАСТРОНОМІЇМЕТОДИЧНІРЕКОМЕНДАЦІЇ порозробцівимог до проведення шкільного та...

• Всеросійська олімпіада школярів з астрономії методичні рекомендації щодо розробки завдань для шкільного та муніципального етапів всеросійської олімпіади школярів у 2010/2011 навчальному році

  Методичні рекомендації

  ВСЕРОСІЙСЬКА ОЛІМПІАДА ШКОЛЬНИКІВ ПЗАСТРОНОМІЇО.С. Кутників МЕТОДИЧНІРЕКОМЕНДАЦІЇ порозробцізавдань для шкільного та... Видимірухута конфігурації планет. Нахилення орбіти, лінія вузлів. Проходження планет подиску Сонця ...

-- [ Сторінка 1 ] --

МІЖНАРОДНА АКАДЕМІЯ УПРАВЛІННЯ, ПРАВА,

ФІНАНСІВ І БІЗНЕСУ.

КАФЕДРА: ПРИРОДНО НАУКОВИХ ДИСЦИПЛІН

Н. К. ЖАКИПБАЄВА, А. А. АБДИРАМАНОВА

Астрономія

Для студентів навчальних закладів

Середня професійна освіта

Бішкек 201

Друкується за рішенням Методичної ради Міжнародної Академії Управління, Права, Фінансів та Бізнесу.

Рецензент:

Орозмаматов С. Т. Зав. кав. Фізики КНАУ кандидат фізмат наук, доцент.

Жакипбаєва Н. К. Абдираманова А. А.

Ж. 22 Астрономія - для студентів навчальних закладів середньої професійної освіти //-Б.: 2011.-124ст.

Даний посібник допомагає глибше зрозуміти закони руху та розвиток небесних тіл, дізнатися про причини сонячних та місячних затемнень, прояв комет та інших небесних явищ, ознайомитися загальними відомостями про Всесвіт, що в них відбуваються безперервні зміни, які вивчає астрономія. Посібник на відміну від підручника астрономії 11 класів містить таблиці останніх астрономічних спостережень та космічних досліджень ББК. 22.3 Ж. – 22 ©Жакипбаєва Н. К. Абдираманова А. А.

Міжнародної Академії Управління, Права, Фінансів та Бізнесу. 2011 Зміст Предмет астрономії …………………………………………………...4 1.

Спостереження-основа астрономії………………………..…………….6 2.

Зірки та сузір'я ………………………………………………….....12 3.

Рух і фази місяця ………………………………………………..14 4.

Затемнення Сонце і Місяця ………………………………………….....17 5.

Будова сонячної системи ………………………………………...19 6.

Закони рух планет сонячної системи……………………..….24 7.

Визначення відстаней та розмірів світил…………………………28 8.

Рух небесних тіл під впливом сил тяжіння……………...33 9.

Загальні показники планет………………………………………...41 10.

Сонячна система як комплекс тіл, що мають спільне 11.

походження …………..…………………………………………….42 Система земля-місяць…………………………………………………… .44 12.

Планети земної группы……………………………………………….50 13.

Далекі планети………………………………………………………..57 14.

Малі тіла сонячної системы………………………………………61 15.

Сонце - найближча зірка…………………………………………....71 16.

Маси та розміри зірок…………………………………

Наша Галактика………………………………………………………...93 18.

Життя і розум у всесвіті ………………………………………...105 19.

Програми:

Важливі величини в астрономії…………………………………….110 21.

Грецький алфавіт……………………………………………………111 22.

Назва деяких зірок…………………………………………....111 23.

Показники атмосфер планет земної группы………………….112 24.

Найяскравіші зірки біля Росії……………...……112 25.

Дати найважливіших астрономічних спостережень та 26.

відкриттів ………………………………………………………………114 Найважливіша подія у космонавтиці

Вказівки до спостережень……………………………………………..120 28.

§1.ПРЕДМЕТ АСТРОНОМІЇ

–  –  –

Астрономія є однією з найдавніших наук, витоки якої відносяться до кам'яного віку (VI-III тисячоліття до н.е.) Астрономія1 вивчає рух, будову, походження та розвиток небесних тіл та їх систем.

Людину завжди цікавило питання про те, як влаштований навколишній світ і яке місце він у ньому посідає. У більшості народів ще на зорі цивілізації були складені особливі – космологічні міфи, що оповідають про те, як з первісного хаосу поступово виникає космос (порядок), з'являється все, що оточує людину: небо та земля, гори, моря та річки, рослини та тварини, а також сама людина. Упродовж тисячоліть йшло поступове накопичення відомостей про явища, що відбувалися на небі.

Виявилося, що періодичні зміни в земній природі супроводжують зміни виду зоряного неба і видимого руху Сонця.

посів, полив, збирання врожаю. Але це можна було зробити лише при використанні календаря, складеного за багаторічними спостереженнями становища та руху Сонця та Місяця. Так необхідність регулярних спостережень за небесними світилами була зумовлена ​​практичними потребами часу. Сувора періодичність, властива руху небесних світил, лежить в основі основних одиниць рахунку часу, які використовуються досі - доба, місяць, рік.

Просте споглядання явищ і їх наївне тлумачення поступово змінювалися спробами наукового пояснення причин явищ, що спостерігаються. Коли Стародавню Грецію (VI в. е.) почався бурхливий розвиток філософії як науки про природу, астрономічні знання стали невід'ємною частиною людської культури. Астрономія – єдина наука, яка здобула свою музу-покровительку – Уранію.

З найдавніших часів розвиток астрономії та математики був тісно пов'язаний між собою. Ви знаєте, що в перекладі з грецької назва одного з розділів математики – геометрії – означає «землемірство».

1 Це слово походить від двох грецьких слів: astron – зірка, світило та nomos – закон).

Перші виміри радіусу земної кулі були зроблені ще III в. до зв. е. на основі астрономічних спостережень за висотою Сонця опівдні. Незвичайне, але звичайне розподіл кола на 360 має астрономічне походження: воно виникло тоді, коли вважалося, що тривалість року дорівнює 360 діб, а Сонце у своєму русі навколо Землі кожної доби робить один крок - градус.

Астрономічні спостереження давно дозволяли людям орієнтуватися в незнайомій місцевості і на морі. Розвиток астрономічних методів визначення координат у XV – XVII ст. значною мірою було зумовлено розвитком мореплавання та пошуками нових торгових шляхів. Складання географічних карт, уточнення форми та розмірів Землі на тривалий час стало одним із головних завдань, які вирішувала практична астрономія. Мистецтво прокладати шлях по спостереженням за небесними світилами, що отримало назву навігація, використовується тепер не тільки в морській справі та авіації, а й у космонавтиці.

Астрономічні спостереження за рухом небесних тіл і необхідність заздалегідь обчислювати їхнє розташування зіграли важливу роль у розвитку не тільки математики, а й дуже важливого для практичної діяльності розділу фізики – механіки. Астрономія, математика і фізика, які виросли з єдиної колись науки про природу – філософію – ніколи не втрачали тісного зв'язку між собою. Взаємозв'язок цих наук знайшла безпосереднє відбиток у багатьох учених.

Далеко не випадково, наприклад, що Галілео Галілей та Ісаак Ньютон відомі своїми роботами і з фізики, і з астрономії. До того ж Ньютон є одним із творців диференціального та інтегрального обчислень. Сформульований ним же наприкінці XVII ст.

Закон всесвітнього тяжіння відкрив можливість застосування цих математичних методів вивчення руху планет та інших тіл Сонячної системи. Постійне вдосконалення методів розрахунку протягом XVIII в. Вивело цю частину астрономії – небесну механіку – першому плані серед інших наук цієї епохи.

Питання становищі Землі у Всесвіті, у тому, нерухома вона чи рухається навколо Сонця, в XVI-XVII ст. набув важливого значення як астрономії, так світорозуміння. Геліоцентричне вчення Миколи Коперника стало не тільки важливим кроком у вирішенні цієї наукової проблеми, але й сприяло зміні стилю наукового мислення, відкривши новий шлях до розуміння явищ, що відбуваються.

–  –  –

Ви вже знаєте, що наша Земля зі своїм супутником Місяцем, інші планети та їхні супутники, комети та малі планети та їхні супутники, комети та малі планети звертаються навколо Сонця, що всі ці тіла становлять Сонячну систему. Своєю чергою, Сонце та всі інші зірки, видимі на небі, входять у величезну зіркову систему – нашу Галактику. Найближча до Сонячної системи зірка знаходиться так далеко, що світло, яке поширюється зі швидкістю 300 000 км/с, йде від неї до Землі понад чотири роки. Зірки є найпоширенішим типом небесних тіл, лише у нашій Галактиці їх налічується кілька сотень мільярдів. Обсяг, займаний цією зірковою системою, настільки великий, що світло може перетнути його лише за 100 тис. років.

У всесвіті існує безліч інших галактик, подібних до нашої. Саме розташування та рух галактик визначає будову та структуру Всесвіту в цілому. Галактики так далеко одна від одної, що неозброєним оком можна бачити лише три найближчі: дві – у Південній півкулі, а з території Росії лише одну – туманність Андромеди. Від найбільш віддалених галактик світло сягає Землі за 10 млрд. років. Значна частина речовини зірок та галактик перебуває в таких умовах, створити які у земних лабораторіях неможливо. Весь космічний простір заповнений електромагнітним випромінюванням, гравітаційними та магнітними полями, між зірками в галактиках та між галактиками знаходиться дуже розріджена речовина у вигляді газу, пилу, окремих молекул, атомів та іонів, атомних ядер та елементарних частинок.

Як відомо, відстань до найближчого до Землі небесного тіла – Місяця становить приблизно 400 000 км. Найбільш віддалені об'єкти розташовуються від нас на відстані, яка перевищує відстань до Місяця більш ніж 10-16 разів.

§ 2. СПОСТЕРЕЖЕННЯ – ОСНОВА АСТРОНОМІЇ

–  –  –

Величезні просторово-часові масштаби об'єктів і явищ, що вивчаються, визначають відмінні особливості астрономії.

Відомості про те, що відбувається за межами Землі в космічному просторі, вчені отримують головним чином на основі світла, що приходить від цих об'єктів, та інших видів випромінювання. Спостереження – основне джерело інформації у астрономії. Ця перша особливість астрономії відрізняє її з інших природничих наук (наприклад, фізики чи хімії), де значної ролі грають досліди, експерименти. Можливості проведення експериментів поза Землі з'явилися лише завдяки космонавтиці. Але й у випадках мова йде про проведення експериментальних досліджень невеликого масштабу, таких, наприклад, як вивчення хімічного складу місячних чи марсіанських порід. Важко уявити експерименти над планетою загалом, зіркою чи галактикою.

Друга особливість пояснюється значною тривалістю цілого ряду явищ, що вивчаються в астрономії (від сотень до мільйонів і мільярдів років). Тому безпосередньо спостерігати зміни, що відбуваються, неможливо. Коли зміни відбуваються особливо повільно, доводиться проводити спостереження багатьох споріднених між собою об'єктів, наприклад зірок. Основні відомості про еволюцію зірок саме у такий спосіб.

Третя особливість астрономії обумовлена ​​??необхідністю вказати положення небесних тіл у просторі (їх координати) і неможливістю розрізнити, яке з них знаходиться ближче, а яке далі від нас. На перший погляд усі спостережувані світила здаються нам однаково далекими.

Люди в давнину вважали, що всі зірки розташовуються на небесній сфері, яка, як єдине ціле, обертається навколо Землі. Вже понад 2000 років тому астрономи почали застосовувати способи, які дозволяли вказати розташування будь-якого світила на небесній сфері стосовно інших космічних об'єктів чи наземних орієнтирів.

Уявленням про небесну сферу зручно користуватися і тепер, хоч ми знаємо, що цієї сфери реально не існує.

Мал. 1. Небесна сфера Мал. 2. Оцінка кутових відстаней на небі Побудуємо небесну сферу та проведемо її з центру промінь у напрямку до зірки А (рис. 1). Там де цей промінь перетне поверхню сфери, помістимо точку А, що зображає цю зірку. Зірка буде зображуватися точкою В. Повторивши подібну операцію для всіх зір, що спостерігаються, ми отримаємо на поверхні сфери зображення зоряного неба - зірковий глобус. Зрозуміло, що якщо спостерігач знаходиться в центрі цієї уявної сфери, то для нього напрямок на самі зірки та їх зображення на сфері збігатимуться. Відстань між зірками на небесній сфері можна виражати лише у кутовий мері. Ці кутові відстані вимірюються величиною центрального кута між променями, спрямованими одну й іншу зірку, чи відповідними їм дугами лежить на поверхні сфери.

Для наближеної оцінки кутових відстаней на небі корисно запам'ятати такі дані: кутова відстань між двома крайніми зірками ковша Великої Ведмедиці (а і) становить близько 5 (мал.2.), а від великої Ведмедиці (Полярної зірки) – у 5 разів більше – приблизно

25. Найпростіші окомірні оцінки кутових відстаней можна також провести за допомогою пальців витягнутої руки.

Тільки два світила – Сонце та Місяць – ми бачимо як диски. Кутові діаметри цих дисків майже однакові-близько 30", або 0,5. Кутові розміри планет і зірок значно менші, тому ми їх бачимо просто як крапки, що світяться. Для неозброєного ока об'єкт не виглядає точкою в тому випадку, якщо кутове розміри перевищують 2- 3". Це означає, зокрема, що наш розрізняє кожну окремо точку (зірку), що світиться, у тому випадку, якщо кутова відстань між ними більша за цю величину. Інакше висловлюючись, бачимо об'єкт не точковим лише тому випадку, якщо відстань до нього перевищує його розміри лише у 1700 раз.

Про те, як на підставі кутових вимірювань визначають відстані до небесних тіл та їх лінійні розміри, буде розказано далі.

Щоб знайти на небі світило, треба вказати, в якому боці обрію і як високо над ним воно знаходиться. З цією метою використовується система горизонтальних координат – азимут та висота. Для спостерігача, що у будь-якій точці Землі, неважко визначити вертикальне і горизонтальне напрями. Перше з них визначається за допомогою схилу і зображується на кресленні (рис. 3.) прямовисною лінією ZZ", що проходить через центр сфери (точку O). Точка Z розташована прямо над головою спостерігача, називається зенітом. Плоскати, яка проходить через центр сфери перпендикулярно прямовисної лінії, утворює при перетині зі сферою коло - істинний, або математичний, горизонт. h. Висота світила, що знаходиться в зеніті, дорівнює 90, на горизонті - 0. Положення світила щодо сторін горизонту вказує його друга координата-азимут, що позначається буквою А. Азімут відраховується від точки півдня в напрямку руху годинникової стрілки, так що азимут точки півдня дорівнює 0, точки заходу – 90 і т.д.

–  –  –

Горизонтальні координати вказують положення світила на небі в даний момент і внаслідок обертання Землі постійно змінюються. На практиці, наприклад, у геодезії, висоту та азимут вимірюють спеціальними кутомірними оптичними приладами-теодолітами.

–  –  –

Основним приладом, який використовується в астрономії для спостереження небесних тіл, прийому та аналізу випромінювання, що приходить від них, є телескоп. Слово походить від двох грецьких слів: tele-далеко і skopeo –дивлюся.

Телескоп застосовують, по-перше, для того, щоб зібрати якомога більше світла, що йде від об'єкта, що досліджується, а по-друге, щоб забезпечить можливість вивчати його дрібні деталі, недоступні неозброєному оку. Що слабкіші об'єкти дає можливість побачити телескоп, то більше вписувалося його проникна сила. Можливість розрізняти дрібні деталі характеризує роздільну здатність телескопа. Обидві ці характеристики телескопа залежить від діаметра його об'єктиву.

Кількість світла, що збирається об'єктивом, зростає пропорційно до його площі (квадрату діаметра) (рис.4). Діаметр зіниці людського ока навіть у повній темряві не перевищує 8 мм.

Об'єктів телескопа може перевищувати по діаметру зіниця очі в десятки і сотні разів. Це дозволяє за допомогою телескопа виявити зірки та інші об'єкти, які в 100 млн разів слабші за об'єкти, видимі неозброєним оком.

Мал. 4. Збирання світла об'єктивом телескопа

Чим менший розмір зображення крапки (зірки), що світиться, яке дає об'єктив телескопа, тим краще його роздільна здатність.

Якщо відстань між зображеннями двох зірок менша за розмір самого зображення, то вони зливаються в одне. Мінімальний розмір зображення зірки (у секундах дуги) можна розрахувати за такою формулою:

де – довжина на світловій хвилі, а D – діаметр об'єктиву. У шкільного телескопа, діаметр об'єктива якого становить 60мм, теоретична роздільна здатність дорівнюватиме приблизно 2".

Нагадаємо, що це переважає роздільну здатність неозброєного ока (2") в 60 разів. Реальна роздільна здатність телескопа буде меншою, оскільки на якість зображення істотно впливає стан атмосфери, рух повітря.

Якщо як об'єктив телескопа використовується лінза, він називається рефрактор (від латинського слова refracto-заломлюю), і якщо увігнуте дзеркало, то рефлектор (reflecto-відбиваю).

Крім рефракторів і рефлекторів нині використовують різні типи дзеркально-лінзових телескопів, один із яких – менісковий – представлений малюнку 5.

–  –  –

Шкільні телескопи здебільшого є рефракторами, їх об'єктивом, як правило, служить двоопукла збираюча лінза. Як відомо, якщо предмет знаходиться далі за подвійну фокусну відстань.

Вона дає зменшене, перевернуте та дійсне його зображення.

Це зображення розміщується між точками фокусу та подвійного фокусу лінзи. Відстані до Місяця, планет, а тим більше зірок такі великі, що промені, що надходять від них, можна вважати паралельними. Отже, зображення об'єкта розташовуватиметься у фокальній площині.

Побудуємо зображення Місяця, яке дає об'єктив 1 з фокусною відстанню F (рис. 6).

Мал. 6. Побудова зображення у телескопі

З малюнка видно, що кутових розмірів об'єкта, що спостерігається –кут а-об'єктив не змінює. Скористаємося ще однією лінзою- окуляром 2, помістивши її від зображення Місяця (точка F1) з відривом, рівному фокусному відстані цієї лінзи-f, у точку F2. Фокусна відстань окуляра повинна бути меншою, ніж фокусна відстань об'єктива. Побудувавши зображення, яке дає окуляр, ми переконаємося, що він збільшує кутові розміри Місяця: помітно більше кута а.

Збільшення, яке дає телескоп, дорівнює відношенню фокусної відстані об'єктива до фокусної відстані.

Телескоп збільшує видимі кутові розміри Сонця, Місяця, планет і деталей на них, але зірки через їхню колосальну віддаленість все одно видно в телескоп, як крапки, що світяться.

1. У чому особливості астрономії? 2. Які координати світил називаються горизонтальними? 3. Опишіть, як координати Сонця змінюватимуться в процесі руху над горизонтом протягом доби.

4. За своїм лінійним розміром діаметр Сонця більший за діаметр Місяця приблизно в 400 разів. Чому їх кутові діаметри майже рівні? 5. Навіщо використовується телескоп? 6. Що є головною характеристикою телескопа?

§ 3. ЗІРКИ ТА ЗІРКИ Ймовірно, ще на зорі цивілізації люди, прагнучи якось розібратися в багатьох зірок і запам'ятати їхнє розташування, подумки об'єднували їх у певні постаті. Згадайте, як часто ми знаходимо у контурах хмар, гір чи дерев обриси людей, тварин чи навіть фантастичних істот. Багато характерних «зіркових фігур»

вже в давнину отримали імена героїв грецьких міфів і легенд, а також тих міфічних істот, з якими ці герої билися.

Так з'явилися на небі Геркулес, Персей, Оріон, Андромеда тощо, а також Дракон, Телець, Кіт тощо. Деякі з цих сузір'їв згадуються в давньогрецьких поемах «Іліада» та «Одіссея». Їхні зображення можна бачити у старовинних зоряних атласах, на глобусах та картах зоряного неба (рис. 7.).

Мал. 7. Зоряне небо на старовинних картах

У наші дні сузір'ями називають певні ділянки зоряного неба, розділені між собою суворо встановленими межами.

Серед усіх 88 сузір'їв відоме кожному Велика Ведмедиця – одне з найбільших.

Астрономи, що видно на небі неозброєним оком зірки, ще до нашої ери розділили на шість величин. Найяскравіші (їх у небі менше 20) стали вважати зірками першої величини. Чим слабша зірка, тим більше число, що позначає її зіркову величину. Найбільш слабкі, ледь помітні неозброєним оком – це зірки шостої величини. У кожному сузір'ї зірки позначаються літерами грецького алфавіту (додаток II), як правило, у порядку зменшення їхньої яскравості. Найбільш яскрава у цьому сузір'ї зірка позначається літерою а, друга за яскравістю - і т. д. Крім того, приблизно 300 зірок отримали власні імена арабського та грецького походження. Це або найяскравіші зірки, або найцікавіші об'єкти з-поміж більш слабких зірок. Так, наприклад, середня зірка в ручці ковша Великої Ведмедиці називається Міцар, що арабською означає «кінь». Ця зірка другої величини позначається Великою Ведмедицею. Поряд з Міцаром можна бачити слабкішу зірочку четвертої величини, яку назвали Алькор - «вершник». За цією зіркою перевіряли якість зору в арабських воїнів кілька століть тому.

Як знайти на небі Полярну зірку - а Малої Ведмедиці, нагадує рисунок 8.

Рис.8. Метод пошуку Полярної зірки.

У цьому сузір'ї, яке нерідко називають «Малим Ківшем», вона є найяскравішою. Але так само, як і більшість зірок ковша Великої Ведмедиці, Полярна – зірка другої величини.

Коли вчені стали мати прилади для вимірювання величини потоку світла, що приходить від зірок, виявилося, що від зірки першої величини світла приходить у 2,5 рази більше, ніж від зірки другої величини, від зірки другої величини в 2,5 рази більше, ніж від зірки третьої величини, і т. д. Декілька зірок були віднесені до зірок нульової величини, тому що від них світла приходить у 2,5 рази більше, ніж від зірок першої величини. А найяскравіша зірка всього неба – Сіріус (а Великого Пса) отримала навіть негативну зіркову величину –1,5.

Список найбільш яскравих зірок із зазначенням їх назви та зіркової величини наведено у додатку V.

Вимірювання світлового потоку від зірок дозволяють тепер визначити їх зоряні величини з точністю до десятих і сотих часток.

Було встановлено, що потік енергії від зірки першої величини у 100 разів більше, ніж від зірки шостої величини. На цей час зоряні величини визначено багатьом сотень тисяч зірок.

З винаходом телескопа вчені отримали можливість побачити слабші зірки, від яких приходить світла набагато менше, ніж від зірок шостої величини. Шкала зоряних величин все далі й далі йде у бік їхнього зростання у міру того, як збільшуються можливості телескопів. Так, наприклад, хабловский космічний телескоп дозволив отримати зображення гранично слабких об'єктів - до тридцятої зіркової величини.

1. Що називається сузір'ям? 2. Перерахуйте відомі вам сузір'я. 3. Як позначається зірок сузір'ях? 4.Зоряна величина Веги дорівнює 0,14, а зоряна величина Денеба становить 1,33. Яка з цих зірок яскравіша? 5. Яка із зірок, поміщених у додатку V, є найслабшою? 6. Як ви вважаєте, чому на фотографії, отриманої за допомогою телескопа, видно більш слабкі зірки, ніж ті, які можна побачити, дивлячись безпосередньо в той самий телескоп?

§ 4. РУХ І ФАЗИ МІСЯЦЯ

–  –  –

З кожним днем ​​серп Місяця збільшується по ширині, і його кутова відстань від Сонця зростає. Через тиждень після молодика ми бачимо половину освітленої півкулі Місяця - настає фаза, яка називається першою чвертю (рис. 9, положення 3).

Надалі частка освітленої півкулі Місяця, видима із Землі, продовжує збільшуватися доти, доки не настане повний місяць (положення 5). У цій фазі Місяць знаходиться на небі осторонь, протилежній Сонцю, і видно над горизонтом усю ніч - від заходу до сходу. Після повного місяця Місяць починає зменшуватися.

Скорочується та її кутова відстань від Сонця. Спочатку на правому краї місячного диска з'являється невелика шкода, яка має форму серпу.

Поступово ця шкода зростає (становище 6), а через тиждень після повні настає фаза останньої чверті (положення 7). У цій фазі, як і в першій чверті, ми знову бачимо половину освітленої півкулі Місяця, але тепер уже іншу, яка в першій чверті була неосвітленою. Місяць сходить пізно і видно у цій фазі вранці (рис.11.).

–  –  –

Надалі її серп, звернений тепер опуклістю вліво, стає дедалі вужчим (рис. 9, положення 8), поступово зближуючись із Сонцем. Зрештою він ховається в променях сонця, що сходить - знову настає молодик.

Повний цикл зміни місячних фаз становить 295 діб. Цей проміжок часу між двома послідовними однаковими фазами називається синодичним місяцем (від грец. synodos – з'єднання). Ще в давнину у багатьох народів місяць, поряд з дібами і роком, став однією з основних календарних одиниць.

Зрозуміти, чому синодичний місяць довший за сидеричний, неважко, якщо згадати, що Земля рухається навколо Сонця. На малюнку 12 взаємне розташування Землі Т і Місяця L відповідає молоді. Через 27,3 діб Місяць займе на небі колишнє положення щодо зірок і перебуватиме у точці L1. За цей час Земля, переміщаючись на 1 ° на добу, пройде по орбіті дугу 27 ° і опиниться в точці Т1. Місяцю, для того щоб знову опинитися в молодому місяці L2, доведеться пройти по орбіті таку ж дугу (27 °). На це знадобиться трохи більше двох діб, оскільки за добу Місяць зміщується на 13°.

З Землі видно лише один бік Місяця, проте це не означає, що він не обертається навколо своєї осі. Проведемо досвід із глобусом Місяця, переміщуючи його навколо глобуса Землі так, щоб до нього завжди була звернена одна сторона місячного глобуса. Цього можна досягти лише в тому випадку, якщо ми його повертатимемо по відношенню до всіх інших предметів, які перебувають у класі.

Повний оберт глобуса Місяця навколо осі завершиться одночасно з тим, як завершиться

–  –  –

1. У яких межах змінюється кутова відстань Місяця від Сонця?

2. Як по фазі Місяця визначити її зразкову кутову відстань від Сонця? 3. На яку приблизно величину змінюється пряме сходження Місяця протягом тижня? 4. Які спостереження потрібно провести, щоб помітити рух Місяця навколо Землі? 5. Які спостереження доводять, що на Місяці відбувається зміна дня та ночі? 6. Чому попелясте світло Місяця слабше, ніж свічення решти Місяця, видимого незабаром після молодика?

§ 5. ЗАТМІННЯ СОНЦЯ І МІСЯЦЯ Якби площина орбіти, за якою Місяць рухається навколо Землі, збігалася з площиною орбіти, за якою Земля звертається навколо Сонця, то щомісяця в момент молодика відбувалося б сонячне затемнення, а в момент повного місяця - місячне. Цього не відбувається тому, що площина місячної орбіти нахилена до площини орбіти Землі під кутом близько 5°.

Саме тому, як показано на передньому плані малюнка 13, тінь Місяця в молодик може пройти вище Землі, а в місяць Місяць може перейти нижче земної тіні. У цей час положення орбіти Місяця таке, що вона перетинає площину орбіти Землі у фазах першої та останньої чверті. У яких випадках затемнення Сонця і Місяця можуть статися?

Мал. 13. Періодичність затемнень Сонця та Місяця

Ви вже знаєте, що напрямок осі обертання Землі в просторі залишається при русі нашої планети навколо Сонця незмінним.

Практично не змінюється протягом року та становище площини місячної орбіти.

Розглянемо, як це вплине на можливість настання затемнень. За три місяці Земля пройде чверть свого шляху навколо Сонця і займе положення, показане у правій частині малюнка 13. Тепер площина місячної орбіти буде розташована так, що її перетину лінія з площиною земної орбіти спрямована на Сонце. Тому Місяць перетинатиме площину орбіти Землі (або перебуватиме біля неї) в молодик і повний місяць. Інакше кажучи, рухаючись небом, Місяць приходить в ту точку екліптики, де в цей момент знаходиться Сонце, і загороджує його від нас. Якщо Сонце повністю закрите Місяцем, затемнення називається повним. Якщо ж станеться так, що вона закриє лише частину Сонця, то затемнення буде приватним. Коли Місяць перетинає екліптику в точці, діаметрально протилежній Сонцю, вона сама повністю або частково ховається в тіні Землі. Місячні затемнення, як і сонячні, можуть бути повними чи приватними.

Умови, сприятливі настання затемнень, зберігаються приблизно протягом місяця. За цей час може статися принаймні одне сонячне затемнення або два сонячні та одне місячне.

Наступне необхідне наступу затемнень розташування місячної орбіти повториться знову лише приблизно через півроку (177- 178 діб), коли Земля пройде половину свого шляху навколо Сонця. Протягом року на Землі зазвичай відбувається два-три сонячні затемнення та одне-два місячні. Максимальна кількість затемнень за рік – сім.

Місячні затемнення, хоч і відбуваються рідше за сонячні, але видно частіше.

Місяць, що потрапив при затемненні в земну тінь, видно на всій півкулі Землі, де вона в цей час знаходиться над горизонтом. Занурюючись у земну тінь, Місяць набуває червоне забарвлення різних відтінків.

Колір залежить від стану земної атмосфери, яка, заломлюючи промені Сонця і розсіюючи їх, все ж таки пропускає червоні промені всередину конуса тіні. Кілька годин витрачає Місяць, щоб перетнути тінь Землі.

Повна фаза затемнення триває близько півтори години.

Повне затемнення Сонця можна спостерігати лише там, де на Землю падає невелика за розмірами (діаметром не більше 270 км) пляма місячної тіні. Тінь Місяця зі швидкістю приблизно 1 км/с рухається земною поверхнею із заходу Схід, у кожному пункті Землі повне затемнення триває лише кілька хвилин (на екваторі максимальна тривалість становить 7 хв 40 з). Шлях, що проходить тінь Місяця, називається смугою повного сонячного затемнення (рис. 14).

У різні роки місячна тінь пробігає по різних районах земної кулі, тому повні сонячні затемнення видно рідше за місячні. Так, наприклад, на околицях Москви востаннє затемнення було 19 серпня 1887, а наступного разу відбудеться тільки 16 вересня 2126 року.

Напівтінь Місяця має діаметр значно більше тіні - близько 6000 км.

Там, куди потрапила півтінь Місяця, відбувається приватне затемнення Сонця.

Їх можна бачити кожні два-три роки.

Через кожні 6585,3 діб (18 років 11 діб 8 годин) затемнення повторюються у колишньому порядку. Такий проміжок часу, протягом якого площина місячної орбіти робить повний оберт у просторі.

Знання закономірностей руху Місяця і Землі дозволяє вченим із високим рівнем точності на сотні років уперед обчислювати моменти настання затемнень і знати, де на земній кулі вони будуть видні.

Відомості про затемнення на найближчий рік та умови їх видимості містяться, зокрема, у «Шкільному астрономічному календарі».

Маючи в своєму розпорядженні необхідні дані про майбутні затемнення, вчені отримують можливість організувати експедиції в смугу повного сонячного затемнення. У момент повної фази можна спостерігати зовнішні, найбільш розріджені шари атмосфери Сонця – сонячну корону, яка у звичайних умовах не видно. У минулому багато важливих відомостей про природу Сонця були отримані саме під час повних затемнень.

1. Чому затемнення Місяця та Сонця не відбуваються щомісяця?

2. Який мінімальний проміжок часу між сонячним та місячним затемненнями? 3. Чи можна зі зворотного Місяця бачити повне сонячне затемнення? 4. Яке явище спостерігатимуть космонавти, що знаходяться на Місяці, коли з Землі видно місячне затемнення?

§ 6.БУДОВА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Сонячна система - це насамперед Сонце і дев'ять - великих планет, до яких належить і Земля.

Крім великих планет із супутниками, навколо Сонця звертаються малі планети (астероїди), яких у даний час відомо понад 6000, і ще більше комет. Діаметр найбільших астероїдів вбирається у 1000 км, а ядра комет ще менше. Навколо Сонця рухаються також тіла розміром в десятки і сотні метрів, брили і каміння, безліч дрібних камінчиків і порошинок. Чим менші розміри цих частинок, тим більше. Міжпланетне середовище - це вкрай розріджений газ, стан якого визначається випромінюванням Сонця і потоками речовини, що розтікаються від нього. Рухом всіх великих і малих тіл Сонячної системи управляє Сонце, маса якого у 333 000 разів перевищує масу Землі та у 750 разів сумарну масу всіх планет.

–  –  –

Шлях до розуміння становища нашої планети і людства у Всесвіті, що живе на ній, був дуже непростим і часом дуже драматичним. У давнину було природним вважати, що Земля є нерухомою, плоскою і знаходиться у центрі світу. Здавалося, що взагалі весь світ створено заради людини. Подібні уявлення отримали назву антропоцентризму (від грец. Antropos - людина).

Багато ідеї та думки, які надалі відбилися у сучасних наукових уявленнях про природу, зокрема в астрономії, зародилися у Стародавній Греції, ще за кілька століть до нашої ери. Важко перерахувати імена всіх мислителів та його геніальні припущення. Видатний математик Піфагор (VI ст. До н. Е..) Був переконаний, що «у світі керує число». Вважається, що саме Піфагор першим висловив думку про те, що Земля, як і всі інші небесні тіла, має кулясту форму і знаходиться у Всесвіті без жодної опори.

Інший не менш відомий вчений давнини, Демокріт - основоположник уявлень про атоми, який жив за 400 років до нашої ери, - вважав, що Сонце в багато разів більше Землі, що Місяць сам не світиться, а лише відбиває сонячне світло, а Чумацький Шлях складається з величезної кількості зірок.

Узагальнити всі знання, що були накопичені до IV ст. до зв. е., зміг видатний філософ античного світу Арістотель (384-322 до н. Е..). Його діяльність охоплювала всі природні науки - відомості про небо і Землю, про закономірності руху тіл, про тварин і рослин і т.д.

Головною заслугою Аристотеля як вченого-енциклопедиста було створення єдиної системи наукових знань.

Протягом майже двох тисячоліть його думка з багатьох питань не піддавалася сумніву.

Згідно з Аристотелем, все тяжке прагне до центру Всесвіту, де накопичується і утворює кулясту масу - Землю. Планети розміщені на особливих сферах, що обертаються навколо Землі. Така система світу одержала назву геоцентричної (від грецької назви Землі-Гея). Аристотель невипадково запропонував вважати Землю нерухомим центром світу. Якби Земля переміщалася, то, на справедливу думку Аристотеля, була б помітна регулярна зміна взаємного розташування зірок на небесній сфері. Але нічого подібного ніхто з астрономів не спостерігав. Лише на початку ХІХ ст. було нарешті виявлено і виміряно зміщення зірок (паралакс), що відбувається внаслідок руху Землі навколо Сонця.

Багато узагальнення Аристотеля були засновані на таких висновках, які на той час не могли бути перевірені досвідом.

Так він стверджував, що рух тіла не може відбуватися, якщо на нього не діє сила. Як ви знаєте з курсу фізики, ці уявлення були спростовані лише XVII в. за часів Галілея та Ньютона.

Серед вчених давнини виділяється сміливістю своїх здогадів Аристарх Самоський, який жив у ІІІ ст. до зв. е. Він першим визначив відстань до Місяця, обчислив розміри Сонця, яке, за його даними, виявилося в 300 разів більше Землі за обсягом. Ймовірно, ці дані стали однією з підстав для висновку, що Земля разом з іншими планетами рухається навколо цього найбільшого тіла. Нині Аристарха Самоського почали називати «Коперником античного світу».

–  –  –

На жаль, праці цього чудового вченого до нас практично не дійшли, і понад півтори тисячі років людство було впевнене, що Земля – це нерухомий центр світу. Неабиякою мірою цьому сприяв математичний опис видимого руху світил, який розробив для геоцентричної системи світу один із видатних математиків давнини – Клавдій Птолемей у II ст. н. е.

Найбільш складним завданням виявилося пояснення петлеподібного руху планет (рис. 15.).

Птоломей у своєму знаменитому творі «Математичний трактат з астрономії» (він більш відомий як «Альмагест») стверджував, що кожна планета поступово рухається епіциклом-малому колу, центр якого рухається навколо Землі по деференту - великому колу (мал.

16). Тим самим йому вдалося пояснити особливий характер руху планет, яким вони відрізнялися від Сонця та Місяця. Система Птолемея давала суто кінематичне опис руху планет - іншого наука на той час запропонувати не могла.

2. Геліоцентрична система світу

Ви вже переконалися, що використання моделі небесної сфери при описі руху Сонця, Місяця та зірок дозволяє вести багато корисних для практичних цілей розрахунків, хоча реально такої сфери не існує. Те саме справедливо і щодо епіциклів та деферентів, на основі яких можна з певним ступенем точності розраховувати становище планет. Проте з часом вимоги до точності цих розрахунків постійно зростали, доводилося додавати все нові і нові епіцикли кожної планети. Все це ускладнювало систему Птолемея, роблячи її надмірно громіздкою та незручною для практичних розрахунків. Проте геоцентрична система залишалася непорушною ще близько 1000 років.

Адже після розквіту античної культури в Європі настав тривалий період, протягом якого не було зроблено жодного суттєвого відкриття в астрономії та багатьох інших науках.

Тільки в епоху Відродження починається піднесення у розвитку наук, у якому астрономія стає одним із лідерів. У 1543 р. була видана книга видатного польського вченого Миколи Коперника (1473-1543), в якій він обґрунтував нову – геліоцентричну – систему світу. Коперник Микола Коперник показав, що добовий рух усіх світил можна пояснити обертанням Землі навколо осі, а петлеподібний рух планет - тим, що вони, включаючи Землю, обертаються навколо Сонця.

Створення геліоцентричної системи ознаменувало новий етап у розвитку як астрономії, а й всього природознавства. Особливо важливу роль відіграла ідея Коперника про те, що за видимою картиною явищ, що відбуваються, яка здається нам істинною, треба шукати і знаходити недоступну для безпосереднього спостереження сутність цих явищ. Геліоцентрична система світу, обґрунтована, але не доведена Коперником, отримала своє таких видатних учених, як Галілео Галілей та Йоганн Кеплер Галілей (1564-1642), одним із перших направив телескоп на небо, витлумачив зроблені при цьому відкриття як докази на користь теорії Коперника. Відкривши зміну фаз Венери, він дійшов висновку, що така їхня послідовність може спостерігатися лише у разі її звернення навколо Сонця. Виявлені ним чотири супутники планети Юпітер також спростовували уявлення, що Земля є єдиним у світі центром, навколо якого може відбуватися обертання інших тіл. Галілей не тільки побачив гори на Місяці, але навіть виміряв їхню висоту. Поряд з кількома іншими вченими він також спостерігав плями на Сонці і помітив їхнє переміщення по Галілео Галілей сонячному диску.

На цій підставі він зробив висновок, що Сонце обертається і, отже, має такий рух, який Коперник приписував нашій планеті. Так було зроблено висновок у тому, що Сонце і Місяць мають певну подібність із Землею. Нарешті, спостерігаючи в Чумацькому Шляху і поза ним безліч слабких зірок, недоступних неозброєному оку, Галілей зробив висновок про те, що відстані до зірок різні і ніякої «сфери нерухомих зірок» не існує. Всі ці відкриття стали новим етапом у усвідомленні становища Землі у Веселеній.

1. У чому відмінність системи Коперника від системи Птоломея? 2. Які висновки на користь геліоцентричної системи Коперника випливали з відкриттів, зроблених за допомогою телескопа?

§ 7. ЗАКОНИ РУХУ ПЛАНЕ СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Важливу роль у формуванні уявлень про будову Сонячної системи зіграли також закони руху планет, які були відкриті Йоганном Кеплером (1571-1630) і стали першими природничо законами в їх сучасному розумінні. Роботи Кеплера створили можливість узагальнення знань з механіці тієї епохи як законів динаміки і закону всесвітнього тяжіння, сформульованих пізніше Ісааком Ньютоном. Багато вчених аж до початку XVII ст. вважали, що рух небесних тіл має бути рівномірним і відбуватися за «найдосконалішою» кривою-кола. Лише Кеплеру вдалося подолати це забобон і встановити дійсну форму планетних орбіт, а також закономірність зміни швидкості руху планет при їх обігу навколо Сонця.

У своїх пошуках Кеплер виходив із переконання, що "у світі керує число", висловленого ще Піфагором.

Він шукав співвідношення між різними величинами, що характеризують рух планет, – розміри орбіт, період обігу, швидкість. Кеплер діяв практично наосліп, суто емпірично.

Він намагався зіставити характеристики руху планет із закономірностями музичної гами, довжиною сторін описаних та вписаних в орбіти планет багатокутників тощо. Кеплеру необхідно було Йоган Кеплер побудувати орбіти планет, перейти від екваторіальної системи координат, що вказують положення планети на небесній сфері, до системи координат, що вказують її положення в площині орбіти. Він скористався у своїй власними спостереженнями планети Марс, і навіть багаторічними визначеннями координат і змін цієї планети, проведеними його вчителем Тихо Браге.

Мал. 17. Побудова орбіти Марса Кеплером

Орбіту Землі Кеплер вважав (у першому наближенні) коло, що суперечило спостереженням. Щоб побудувати орбіту Марса, він застосував спосіб, який показаний малюнку 17.

Нехай нам відома кутова відстань Марса від точки весняного рівнодення під час одного з протистоянь планети - його пряме сходження, яке виражається кутом де - положення Землі на орбіті в цей момент, а М1 - положення Марса.

Очевидно, що через 687 діб (такий зоряний період звернення Марса) планета прийде в ту саму точку своєї орбіти. Якщо визначити пряме сходження Марса на цю дату, то, як видно з малюнку 17, можна вказати положення планети у просторі, точніше у площині її орбіти. Земля в цей момент знаходиться в точці, і, отже, кут є нічим іншим, як пряме сходження Марса - а2. Повторивши подібні операції для кількох інших протистоянь Марса, Кеплер отримав ще низку точок і, провівши по них плавну криву, побудував орбіту цієї планети.

Вивчивши розташування отриманих точок, виявив, що швидкість радіус-вектор планети за рівні проміжки часу описує рівні площі.

Згодом ця закономірність одержала назву другого закону Кеплера.

Цей закон, який часто називають законом площ, ілюструється малюнком 18. Радіусом-вектором називають в даному випадку змінний за своєю величиною відрізок, що сполучає Сонце ту точку орбіти, в якій знаходиться планета. АА1 ВВ1 та СС1 – дуги, які проходить планета за рівні проміжки часу. Площі заштрихованих постатей рівні між собою.

Відповідно до закону збереження енергії, повна механічна енергія замкнутої системи тіл, між якими діють сили тяжіння, залишається незмінною за будь-яких рухів тіл цієї системи. Тому сума кінетичної та потенційної енергій планети, яка рухається навколо Сонця, незмінна у всіх точках орбіти і дорівнює повній енергії.

У міру наближення планети до Сонця зростає її швидкість - збільшується кінетична енергія, але внаслідок зменшення відстані до Сонця зменшується потенційна енергія.

Встановивши закономірність зміни швидкості руху планет, Кеплер поставив за мету визначити, якою кривою відбувається їх звернення навколо Сонця. Він був поставлений перед необхідністю зробити вибір одного з двох можливих рішень: 1) вважати, що орбіта Марса є коло, і припустити, що на деяких ділянках орбіти обчислені координати планети розходяться зі спостереженнями (через помилки спостережень) на 8"; ) вважати, що спостереження таких помилок не містять, а орбіта не є колом. розташовується в центрі еліпса. В результаті було сформульовано закон, який називається першим законом Кеплера.

Кожна планета звертається навколо Сонця еліпсом, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце.

Як відомо, еліпсом називається крива, у якої сума відстаней від будь-якої точки Р до його фокусів є постійна величина.

–  –  –

На малюнку 19 позначено: Про - центр еліпса; S та S1 - фокуси еліпса; АВ – його велика вісь. Половина цієї величини (а), яку зазвичай називають великою піввіссю, характеризує розмір орбіти планети. Найближча до Сонця точка А називається перигелій, а віддалена від нього точка В - афелій. Відмінність еліпса від кола характеризується величиною його ексцентриситету: е = OS/OA. У тому випадку, коли ексцентриситет дорівнює О, фокуси та центр зливаються в одну точку – еліпс перетворюється на коло.

Примітно, що книга, в якій в 1609 Кеплер опублікував перші два відкритих ним закону, називалася «Нова астрономія, або Фізика небес, викладена в дослідженнях руху планети Марс ...».

Він продовжив пошуки «гармонії» у русі всіх планет, і через 10 років йому вдалося сформулювати третій закон Кеплера.

Квадрати зоряних періодів обігу планет ставляться між собою, як куби великих півосей їх орбіт.

Формула, що виражає третій закон Кеплера, така:

де Т1 і Т2-періоди обігу двох планет; а1 і аг – великі півосі їх орбіт.

Ось що писав Кеплер після відкриття цього закону: «Те, що 16 років тому я вирішив шукати,... нарешті знайдено, і це відкриття перевершило всі мої найсміливіші очікування...»

Справді, третій закон заслуговує на найвищу оцінку.

Адже він дозволяє вирахувати відносні відстані планет від Сонця, використовуючи при цьому вже відомі періоди їхнього обертання навколо Сонця.

Не потрібно визначати відстань від Сонця кожної з них, достатньо виміряти відстань від Сонця хоча б однієї планети. Величина великої півосі земної орбіти - астрономічна одиниця (а.е.) - стала основою обчислення решти відстаней у Сонячної системі.

ПРИКЛАД РІШЕННЯ ЗАВДАННЯ

Протистояння деякої планети повторюються через 2 роки. Чому дорівнює велика піввісь її орбіти?

–  –  –

1. Сформулюйте закони Кеплера. 2. Як змінюється швидкість планети під час її переміщення від афелію до перигелію? 3. У якій точці орбіти планета має максимальну кінетичну енергію? максимальною потенційною енергією?

§ 8. ВИЗНАЧЕННЯ ВІДСТАНЬ І РОЗМІРІВ ТІЛ-У СОНЯЧНІЙ

СИСТЕМІ

–  –  –

Уявлення про Землю як про кулю, яка вільно, без жодної опори знаходиться в космічному просторі, є одним із найбільших досягнень науки стародавнього світу.

АСТРОНОМІЧНОЇ ОСВІТИ ЦЕіАТ Присвячується 90-річчю Джеральда М. Даррелла XXXIX-й Щорічний конкурс дослідницьких робіт учнів міста Москви «МИ І БІОСФЕРА» (за участю учнів інших регіонів Росії) 12 біологічних наук, професор...»

«200 РОКІВ АСТРОНОМІЇ У ХАРКІВСЬКОМУ УНІВЕРСИТЕТІ За редакцією проф. Ю. Г. Шкуратова ГЛАВА 1 ІСТОРІЯ АСТРОНОМІЧНОЇ ОБСЕРВАТОРІЇ ТА КАФЕДРИ АСТРОНОМІЇ Харків – 2008 Книга присвячена двосотрічному ювілею астрономії у Харківському університеті, одному із найстаріших університетів України. Однак її значення, на мій погляд, виходить далеко за межі цієї події, яка стосується лише Харківського університету. Це ювілей і всієї харківської астрономії, і важлива подія в історії всієї української...»

«СПИСОК ВИДАНЬ З ФОНДІВ РДБ, ПРИЗНАЧЕНИХ ДО ОЦИФРОВКИ У ЖОВТНІ 2015 р. знання Щорічник «Системні дослідження» Природничі науки Фізико-математичні науки Математика Астрономія Хімічні науки про Землю Серія «Відкриття Землі». Біологічні науки. Технічні науки Техніка та технічні науки (в цілому) Радіоелектроніка Машинобудування Приладобудування...»

і поразки Оповідання друзів, колег, учнів та його самого МосКВА УДК 52(024) ISBN 978-5-00015-001ББК У 60д В Василь Іванович Мороз. Перемоги та поразки. Розповіді друзів, колег, учнів та його самого Книга присвячена відомому вченому, видатному досліднику планет наземними та космічними засобами, основоположнику вітчизняної...»

«Гастрономічний туризм: сучасні тенденції та перспективи Драчова Є.Л., Христов Т.Т. У статті розглядається сучасний стан гастрономічного туризму, що визначається як поїздка з метою ознайомлення з національною кухнею країни, особливостями приготування, навчання та підвищення рівня професійних знань у галузі кулінарії, йдеться про роль кулінарного туризму в економіці вражень, розглядаються теоретичні питання гастрономічного туризму. Далі у статті...»

«АРХЕОЛОГІЯ СХІДНОЄВРОПЕЙСЬКОГО СТЕПУ Жуклов А.А. До 80-річчя САРАТОВСЬКОГО АРХЕОЛОГА І КРАЄВЕДА ЄВГЕННЯ КОНСТАНТИНОВИЧА МАКСИМОВА Євген Костянтинович Максимов народився 22 жовтня 1927 року у місті Вольську Саратовської області. У молодші шкільні роки мріяв стати астрономом, у старших класах – кінорежисером. Готувався навіть виступити на диспуті у міськкомі комсомолу на тему «Ким я буду» з доповіддю про радянських кінорежисерів. Але після закінчення школи подав документи на історичний факультет...»

«РЯЗАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. С.А. ЄСЕНІНА БІБЛІОТЕКА ПРОФЕСОР АСТРОНОМІЇ КУРИШЕВ В.І. (1913 1996) Біобібліографічний покажчик Упорядник: заступник директора бібліотеки РДПУ Смирнова Г.Я. РЯЗАНЬ, 2002 ВІД СКЛАДНИКА: Біобібліографічний покажчик присвячений одному із чудових педагогів та вчених Рязанського педагогічного університету ім. С.А. Єсеніна доктору технічних наук, професору Куришеву В.І. Покажчик включає оглядову статтю про життя та...»

«200 РОКІВ АСТРОНОМІЇ У ХАРКІВСЬКОМУ УНІВЕРСИТЕТІ За редакцією проф. Ю. Г. Шкуратова БІБЛІОГРАФІЯ РОБОТ ЗА 200 РОКІВ Харків – 2008 ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА РЕДАКТОРА 1. ІСТОРІЯ АСТРОНОМІЧНОЇ ОБСЕРВАТОРІЇ І КАФЕДРИ АСТРОНОМІЇ.1.1. Астрономи та Астрономічна обсерваторія Харківського університету від 1808 до 1842 року. Г. В. Левицький 1.2. Астрономи та Астрономічна обсерваторія Харківського університету від 1843 до 1879 року. Г. В. Левицький 1.3. Кафедра астрономії. Н. Н. Євдокимов 1.4. Сучасний...»

«ПІДСУМКОВИЙ СЕМІНАР З ФІЗИКИ ТА АСТРОНОМІЇ З РЕЗУЛЬТАТІВ КОНКУРСУ ГРАНТІВ 2006 РОКУ ДЛЯ МОЛОДИХ ВЧЕНИХ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА 11 грудня 2006 р. а грантів 2006 року для молодих учених Санкт-Петербурга. грудня 2006 р. Тези доповідей Санкт-Петербург, 2006 Організатори семінару Фізико-технічний інститут ім. Ф. Іоффе РАН Конкурсний центр фундаментального природознавства Ростворення...»

Ймовірно, перше з астрономічних явищ, на яке звернула увагу первісна людина, була зміна фаз Місяця. Вона й дозволяла йому вчитися вести рахунок цілодобово. І не випадково, мабуть, у багатьох мовах слово «місяць» має спільний корінь, співзвучний з корінням слів «міряти» та «місяць», наприклад, латинське mensis - місяць і mensuга - міра, грецьке «мене» - місяць і « мэн» - місяць, англійське moon - Місяць та month - місяць. Та й російська загальнонародна назва Місяця – місяць! В українській мові ці назви тотожні: „мкяць”.

Сідеричний місяць.Спостерігаючи за положенням Місяця на небі протягом кількох вечорів, легко переконатися, що він пересувається серед зірок із заходу на схід із середньою швидкістю 13°,2 на добу. Кутовий діаметр Місяця (як і Сонця) дорівнює приблизно 0°,5. Можна сказати тому, що за кожну добу Місяць зсувається на схід на 26 своїх діаметрів, а за одну годину - більш ніж на величину власного діаметра. Зробивши повне коло на небесній сфері, Місяць через 27,321661 діб повертається до тієї ж зірки. Цей проміжок часу називається сидеричним (тобто зоряним: sidus - зірка латиною) місяцем.

Зміни та фази Місяця.Як відомо, Місяць, діаметр якого майже в 4, а маса - в 81 раз менше, ніж у Землі, обертається навколо нашої планети на середній відстані 384 000 км. Поверхня Місяця холодна і світиться вона відбитим сонячним світлом. При зверненні Місяця навколо Землі або, як заведено говорити, при зміні конфігурацій Місяця (від латинського configuro - надаю правильну форму) - її положень щодо Землі та Сонця та частина її поверхні, яку видно з нашої планети, висвітлюється Сонцем неоднаково. Наслідком цього є періодична зміна фаз Місяця (рис.).

Мал. Конфігурація (1 - кон'юнкція, 3 і 7 - квадратура, 5 - протистояння) і фази Місяця (1 - молодик, 3-перша чверть, 5 - повний місяць, 7-остання, або третя чверть; 2, 4, 6, 8 - проміжні фази)

Коли Місяць у своєму русі виявляється між Сонцем і Землею (це становище називається кон'юнкцією - з'єднанням), до Землі вона звернена неосвітленою стороною, і його взагалі видно. Це - молодик.

З'явившись на вечірньому небі спочатку у вигляді вузького серпа, Місяць приблизно через 7 діб вже видно у формі півкола. Ця фаза називається першою чвертю. Ще приблизно через 8 днів Місяць займає становище прямо протилежне Сонцю і його звернена до Землі сторона повністю висвітлюється ним. Настає повний місяць, у цей час Місяць сходить при заході Сонця і видно на небі всю ніч. Через 7 діб після повні настає остання чверть, коли Місяць знову видно у формі півкола, зверненого опуклістю вже в інший бік, і сходить після опівночі. Нагадаємо, що якщо в момент молодика тінь Місяця падає на Землю (частіше вона прослизає «вище» або «нижче» нашої планети), відбувається сонячне затемнення. Якщо ж Місяць у повні занурюється в тінь Землі, спостерігається місячне затемнення.

Синодійний місяць. Проміжок часу, через який фази Місяця знову повторюються в тому ж порядку, називається синодичним місяцем. Він дорівнює 29,53058812 діб. Дванадцять синодичних місяців становлять 354,36706 діб. Таким чином, синодичний місяць несумірний ні з добою, ні з тропічним роком: він не складається з цілої доби і не укладається без залишку в тропічному році.

Зазначена тривалість синодичного місяця є його середнім значенням, яке набувають так: підраховують, скільки часу пройшло між двома далеко віддаленими один від одного затемненнями, скільки разів за цей час Місяць змінив свої фази, і ділять першу величину на другу (причому вибирають кілька пар і знаходять середнє значення). Так як Місяць рухається навколо Землі еліптичною орбітою, то лінійна і спостерігається кутова швидкості її руху в різних точках орбіти різні. Зокрема, ця остання змінюється в межах від 11° до 15° на добу. Дуже ускладнюється рух Місяця і силою тяжіння, що діє на неї з боку Сонця, адже величина цієї сили безперервно змінюється як за її чисельним значенням, так і за напрямом вона має найбільше значення в молодому місяці і найменше - в повні.

Мал. Відхилення тривалості синодичних місяців 1967-1986 гг. від середнього значення

Неоменія.У середньому проміжок часу від зникнення Місяця в променях Сонця, що сходить, і його появи ввечері після заходу Сонця, становить 2-3 дні. За ці дні Місяць переходить (стосовно Сонця) із західного боку неба на схід, перетворюючись тим самим із ранкового світила на вечірнє. Першу появу Місяця на вечірньому небі («народження нового Місяця») давньогрецькі астрономи назвали неоменієм («новий Місяць»). Від неоменія і було зручним починати рахунок часу на місяць.

Але, як щойно було сказано, тривалість синодичного місяця може бути більш ніж на шість годин коротшою або довшою за його середнє значення. Тому неоменія може настати як на день раніше, так і на день пізніше щодо середньої очікуваної дати появи нового Місяця (рис.). Відхилення дат молоді від розрахованих за середньою тривалістю синодичного місяця і показано на рис.

Мал. Відхилення моментів молодика в 1967-1986 рр. від розрахованих за середньою тривалістю синодичного місяця

Місяць «високий» і «низький».Умови видимості на вечірньому небі вузького серпа «нового» Місяця значною мірою визначаються і особливостями його руху навколо Землі. Площина орбіти Місяця нахилена до поверхні екліптики під кутом i = 5°9. Отже, Місяць то піднімається над екліптикою (наближається до північного полюса світу) на десять своїх видимих ​​кутових діаметрів, то опускається під екліптику на стільки ж. Двічі протягом періоду 27,2122 діб (цей проміжок часу називається драконічним місяцем) шлях Місяця на небі перетинається з екліптикою в точках, які називаються вузлами місячної орбіти.

Вузол, переходячи через який Місяць наближається до північного полюса світу, називається висхідним вузлом, протилежний-низхідним. Лінія, що проходить через центр Землі та з'єднує вузли місячної орбіти, називається лінією вузлів. Як неважко переконатися шляхом спостереження за Місяцем та зіставлення його положень серед зірок на карті зоряного неба, місячні вузли безперервно переміщуються назустріч Місяцю, тобто на захід, здійснюючи повний оборот за 18,61 року. Щорічно відстань висхідного вузла. точки весняного рівнодення зменшується приблизно на 20 °, а за один драконічний місяць - на 1 °,5.

Подивимося тепер, як ефект нахилу площини місячної орбіти впливає висоту Місяця у верхній кульмінації. Якщо висхідний вузол збігається («майже збігається») з точкою весняного рівнодення (а це повторюється кожні 18,61 року), то кут нахилу площини місячної орбіти до небесного екватора дорівнює ε + i (28 °, 5). У цей час відхилення Місяця протягом 27,2 діб змінюється від +28°,5 до -28°,5 (рис.).

Мал. Межі зміни відмінювання Місяця протягом 18,61 року

Через 14 діб відмінювання Місяця вже дорівнює своєму найменшому значенню -28 °, 5, а його висота у верхній кульмінації для тієї ж широти 50 ° складає всього 11 °, 5. Таким буде становище «низького» Місяця: він навіть у верхній кульмінації ледве видно над горизонтом...

Легко збагнути, що навесні цього вищого становища на небі Місяць досягає в момент першої чверті ввечері, а найнижчого - в останній чверті вранці. І навпаки, восени, коли Сонце знаходиться поблизу точки осіннього рівнодення, дуга екліптики на вечірньому небі знаходиться нижче за небесний екватор, а орбіта Місяця ще нижче. Тому і Місяць досягає зазначеного найнижчого становища в першій чверті, тоді як в останній чверті вранці він стоїть найвище.

Завдяки безперервному переміщенню вузлів місячної орбіти через 9,3 року поблизу точки весняного рівнодення вже буде перебувати низхідний вузол. Кут нахилу площини місячної орбіти до небесного екватора складе ε - i (18°,5). На широті 50 ° висота Місяця у верхній кульмінації при найбільшому 18 °, 5 дорівнює вже 58 °, 5 (навесні - в першій чверті, восени - в останній), найменша, 14 діб через - 21 °, 5 (навесні - в останній чверті , восени – у першій). У проміжні роки вузли місячної орбіти проходять дуги екліптики, у яких розташовані точки сонцестояний. При цьому відмінювання Місяця протягом місяця коливається приблизно від +23 °, 5 до -23 °, 5, як показано на рис. Відповідно змінюються і висоти Місяця у верхній кульмінації.

Загалом умови видимості Місяця на вечірньому небі в першу чергу визначаються все ж таки положенням екліптики щодо горизонту: навесні Місяць завжди набагато вищий, ніж восени (мал.).

Мал. Положення молодого Місяця на вечірньому небі: а) навесні, б) восени при однаковій кутовій відстані від Сонця, 1 – положення «верхнього» Місяця, 2 – положення «нижнього» Місяця

Цей ефект, однак, суттєво посилюється сприятливою орієнтацією площини місячної орбіти: висота Місяця в момент верхньої кульмінації на весняному вечірньому небі при = 50° дорівнює від 58°,5 до 68°,5, тоді як восени - від 11°,5 до 21 °,5.

Кутова відстань висхідного вузла місячної орбіти від точки весняного рівнодення на 1 січня 1900 р. дорівнювало 259 °,18. Користуючись формулою W = 259 °, 18-19 °, 34t, де t - час у роках, неважко розрахувати моменти збігу цих точок; 1913,4, 1932,0, 1950,6, 1969,2 та 1987,8. Отже, останній «високий Місяць» спостерігалася на початку 1969 р. Зазвичай, як і з рис. Поблизу цих моментів відмінювання Місяця від місяця до місяця змінюється дуже повільно. Тому Місяць буває «високим» близько трьох років, в даному випадку - у 1968-1970 рр. Така подія повториться знову у 1986-1988 роках. «Низька» Місяць спостерігалася поблизу середніх моментів 1904,1, 1922,7, 1941,3, 1959,9, 1978,5, 1997,1 і т.д.

З усього тут сказаного випливає, що навесні спостерігач може помітити вузький серп Місяця після молодика на добу раніше ніж восени. Цей ефект ще й залежить і від географічних координат спостерігача. Зокрема, на широті 32°,5 (це широта Стародавнього Вавилону) проміжок часу між кон'юнкцією та неоменією змінюється в межах від 16 год 30 хв у березні до 42 год у вересні. На широті 38° (широта Афін)-від 23 до 69 год. Досвідчений польський астроном, укладач першої карти видимої сторони Місяця Ян Гевелій (1611-1687), спостерігаючи Місяць у Гданську, ніколи не бачив його ні пізніше ніж за 27 годин до кон'юнкції ні раніше ніж через 40 годин після неї.

Таким чином, використовувати для побудови календаря таке, здавалося б, легко помітне явище, як зміна фаз Місяця, - все ж таки справа досить важка...

Довжина дуги, виражена в кутових одиницях (тобто в радіанах, градусах, дугових хвилинах або секундах), що відповідає даному куту спостереження. Наприклад, кутова відстань між двома точками на небесній сфері є кутом між двома уявними лініями, спрямованими від спостерігача до цих точок.

• - село у Мазанівському районі. основ. в 1904 р. Названо за розташуванням села біля впадання річки. Ульми в р. Селемджу...

  Топонімічний словник Амурської області

• - Величина, що характеризує швидкість зміни кут. швидкість твердого тіла. При обертанні тіла навколо нерухомої осі, коли його кут. швидкість w росте рівномірно, чисельно У. в. e =...

  Фізична енциклопедія

• -  ...

  Фізична енциклопедія

• - граничне значення по всіх невід'ємних шляхах, - значення комплексної функції f, визначеної в одиничному колі в граничній точці дорівнює межі функції fпо безлічі точок кутової області за умови, що цей...

  Математична енциклопедія

• - зварне з'єднання двох елементів, розташованих під кутом і зварених у місці примикання їх країв;

  Будівельний словник

• - з'єднання двох брусів під кутом.

  Архітектурний словник

• - Corner joint - .З'єднання між двома частинами, розташованими приблизно під прямим кутом один до одного у формі букви «L»...

  Словник металургійних термінів

• - Векторна величина, що характеризує швидкість зміни кутової швидкості тв. тіла. При обертанні тіла навколо нерухомої осі, коли його кутова швидкість w росте рівномірно, абс. величина У. в. е = Дельта...

  Природознавство. Енциклопедичний словник

• - Залягання молодших отл. на розмитій поверхні древніших, що мали інший, ніж вони, кут падіння...

  Геологічна енциклопедія

• - Син. терміна незгода тектонічне...

  Геологічна енциклопедія

• - Векторна величина е, що характеризує швидкість зміни кутової швидкості твердого тіла. У. в. дорівнює межі відношення збільшення Дельта w вектора кутової швидкості тіла за нек-рий проміжок часу Дельта t до...

  Великий енциклопедичний політехнічний словник

• - Рішення системи рівнянь, коли деякі змінні набувають нульового значення.

  Економічний словник

• - селище міського типу в Приморському краї РРФСР, підпорядковане Артемівській міськраді. Залізнична станція на лінії Владивосток – Знахідка, за 41 км до С.-В. від Владивостока. 16,7 тис. мешканців...
• - Величина, що характеризує швидкість зміни кутової швидкості твердого тіла. При обертанні тіла навколо нерухомої осі, коли його кутова швидкість ω зростає рівномірно, чисельно У. в. ε = Δω/Δt, де Δω -...

  Велика Радянська Енциклопедія

• - Величина, що характеризує швидкість зміни кутової швидкості твердого тіла. При обертанні тіла навколо нерухомої осі, коли його кутова швидкість w росте рівномірно, абсолютна величина кутового прискорення e=Dw/Dt,...

  Сучасна енциклопедія

• - Векторна величина, що характеризує швидкість зміни кутової швидкості твердого тіла. При обертанні тіла навколо нерухомої осі, коли його кутова швидкість? зростає рівномірно, абсолютна величина кутового...

  Великий енциклопедичний словник

"Кутова відстань" у книгах

Найкоротша відстань

З книги Діалог: телевізійне спілкування у кадрі та за кадром автора Муратов Сергій Олександрович

Найкоротша відстань Коли корабель не знає, до якої пристані він прямує, жоден вітер для нього не буде попутним. Сенека У будь-якому мовному спілкуванні розрізняють чотири фази. Початкова стадія - адаптація чи свого роду прелюдія до майбутньої розмови. Потім розмова, заради

Відстань до Сонця

З книги Велика піраміда Гізи. Факти, гіпотези, відкриття автора Бонвік Джеймс

Відстань до Сонця Для розрахунку цієї відстані була виведена дуже проста формула: потрібно помножити висоту піраміди на 10 у дев'ятому ступені, оскільки пропорція піраміди становить 10 до 9 (10 одиниць висоти до 9 одиниць ширини). Якщо прийняти висоту піраміди за радіус, а довжину

4. Відстань до Землі

З книги Цікаво про астрономію автора Томілін Анатолій Миколайович

4. Відстань до Землі Середня відстань від Місяця до Землі – 384 400 кілометрів. Це становить 30,14 діаметра земної кулі. Ми говоримо про «середню відстань», тому що орбіта Місяця - еліпс (закон того ж Кеплера), і в апогеї наш супутник видаляється на 405 500 кілометрів, зате в

Полярна відстань

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ПЗ) автора Вікіпедія

Прицільна відстань

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ПР) автора Вікіпедія

Зенітна відстань

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ЗЕ) автора Вікіпедія

Відстань

З книги Велика Радянська Енциклопедія (РА) автора Вікіпедія

Фокусна відстань

З книги Велика Радянська Енциклопедія (ФО) автора Вікіпедія

Кутове

Вікіпедія

Кутове прискорення

З книги Велика Радянська Енциклопедія (УГ) автора Вікіпедія

ФОКУСНА ВІДСТАНЬ

З книги Фотозйомка. Універсальний самовчитель автора Корабльов Дмитро

Фокусна відстань Фокусною відстанню (головною) називається відстань між оптичним центром об'єктива і світлочутливим шаром (при різкому наведенні на віддалений об'єкт). Іншими словами, якщо об'єктив сфокусований так, що об'єкт, що знаходиться дуже далеко,

Кутове Розташування (В1)

З книги Мова рухів тіла [Як читати думки оточуючих за їхніми жестами] автора Піз Алан

Міжособистісна відстань

Як керувати іншими, як керувати собою. автора Шейнов Віктор Павлович

Міжособистісна відстань Більше зацікавлені сідають ближче до співрозмовника, менш зацікавлені – подалі. Однак надто близьке розташування (до 0,5 м) сприймається як інтимне; відстань від 0,5 до 1,2 м – для розмови друзів; "соціальна" відстань – 1,2-3,7 м

Міжособистісна відстань

З книги Управління конфліктами автора Шейнов Віктор Павлович

Міжособистісна відстань Більше зацікавлені у розмові та налаштовані на досягнення згоди сідають ближче до співрозмовника, налаштовані на конфронтацію – подалі. Однак надто близьке розташування (до 0,5 м) сприймається як інтимне; відстань від 0,5 до 1,2 м

Відстань та час

З книги Паперові мішені не стріляють у відповідь автора Епплгейт Рекс

Відстань і час Необхідність стріляти залежить від того, як швидко противник може завдати вам шкоди. Чим ближче до вас перебуває противник, тим швидше він може це зробити, і тим швидше вам треба зробити постріл. Відповідно, чим далі перебуває

Кутова відстань

Кутова відстаньв астрономії - відстань на небесній сфері між двома небесними тілами, виміряна по дузі великого кола, що проходить через них, із спостерігачем у центрі. Наприклад, кутова відстань між двома зірками Великої Ведмедиці, що знаходяться на одній лінії з Полярною зіркою, дорівнює 5°.

Науково-технічний енциклопедичний словник.

Дивитись що таке "Кутова відстань" в інших словниках:

Довжина дуги, виражена в кутових одиницях (тобто в радіанах, градусах, дугових хвилинах або секундах), що відповідає даному куту спостереження. Наприклад, кутова відстань між двома точками на небесній сфері є кутом між… Астрономічний словник

кутова відстань- kampinis atstumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Atstumas, isreikštas kampo matavimo vienetais. atitikmenys: англ. angular distance vok. Winkelentfernung, f rus. кутова відстань, n pranc. distance angulaire, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

кутова відстань- kampinis atstumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. angular distance; angular separation vok. Winkelentfernung, f rus. кутова відстань, n pranc. distance angulaire, f … Fizikos terminų žodynas

Роздільна здатність оптичного приладу вимірювати лінійну або кутову відстань між близькими об'єктами, показувати окремо розташовані об'єкти. Зміст 1 Кутова роздільна здатність 2 Лінійна роздільна здатність 3 Загальні відомості … Вікіпедія

Цей термін має й інші значення, див. Кутове. Село Кутове укр. Кутові кримськотат. Acı Bolat Країна … Вікіпедія

кутове збільшенням- 3.1 кутове збільшення (angular magnification M): Кутове збільшення М оптичного приладу є відношення кута спостереження об'єкта, що спирається на вхідну зіницю приладу (aприб), до кута спостереження об'єкта оком без приладу (aгл) Примітка У… … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

Кутова відстань небесного світила чи земного предмета зеніту. Позначається г, відраховується вздовж кола висоти від 0 до 180 °. З висотою h пов'язане співвідношенням z = 90 ° h ... Природознавство. Енциклопедичний словник

Кутова відстань небесного світила від зеніту. Позначається Z і відраховується вздовж кола висоти від 0 до 180?. З висотою h пов'язане співвідношенням Z = 90? Астрономічний словник

Кутова відстань небесного світила чи земного предмета зеніту. Позначається z, відраховується вздовж кола висоти від 0 до 180 º. З висотою h пов'язане співвідношенням z = 90 - h. * * * ЗЕНІТНА ВІДСТАНЬ ЗЕНІТНА ВІДСТАНЬ, кутова відстань… … Енциклопедичний словник

Відстань між полюсом та даною точкою на земній поверхні. Пояснення 25000 іноземних слів, що увійшли у вживання в російську мову, з позначенням їхнього коріння. Міхельсон А.Д., 1865. ПОЛЯРНА ВІДСТАНЬ Кутова відстань зірки від видимого. Словник іноземних слів російської мови